Los investigadores de la Universidad de Maryland (UMD) ofrecen la posibilidad de un monitoreo genómico completo como una estrategia viable para salvar cultivos y prevenir pérdidas económicas
Las plagas son intrínsecamente molestas. Con el tiempo, encuentran formas de volverse resistentes a los pesticidas que alguna vez les impidieron dañar el rendimiento de un agricultor, lo que representa una enorme amenaza económica para la comunidad agrícola. En los últimos años, la comunidad científica ha introducido cultivos Bt, que producen proteínas bacterianas para proteger a las plantas de los daños causados por la alimentación de los insectos. Son una forma segura y ecológica de controlar las plagas de insectos, pero la eficacia de estos cultivos se ha erosionado a medida que las plagas continúan adaptándose. Las soluciones para el manejo de la resistencia son muy necesarias para estas y otras medidas de control de plagas. Para ayudar a reconocer las señales de advertencia tempranas y brindar tiempo para mitigar los problemas de resistencia, los investigadores de la Universidad de Maryland probaron un enfoque novedoso llamado monitoreo genómico, para ayudar a rastrear las señales moleculares de la resistencia emergente de plagas.Según las actas de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS) , los hallazgos demuestran un potencial subyacente del monitoreo genómico para ralentizar o incluso prevenir la resistencia generalizada a las plagas, y ofrecen un camino prometedor en la lucha contra las plagas y el daño subsiguiente a los cultivos que imponen.
Las doctoras Katherine Taylor, Kelly Hamby y Megan Fritz del Departamento de Entomología de la UMD probaron este nuevo enfoque al monitorear cómo cambió el genoma del gusano cogollero del maíz, una plaga importante en los cultivos, entre 2002 y 2017, un período de 15 años durante el cual tanto los cultivos Bt como la resistencia a las plagas aumentó en América del Norte.
“Si bien el trabajo anterior se ha centrado en el seguimiento de un pequeño número de genes en busca de resistencia, para este estudio adoptamos un enfoque independiente de los genes y analizamos los cambios en todo el genoma”, explica Taylor.
A través de una serie de exploraciones genómicas en el gusano del maíz silvestre, junto con un proceso llamado mapeo de locus de rasgos cuantitativos, que vincula los rasgos genéticos con los marcadores moleculares, Taylor, Hamby y Fritz encontraron que la resistencia al Bt en el gusano del maíz está influenciada por más de un gen, o poligénico. «Según nuestros hallazgos, el modelo tradicional que asume que uno o pocos genes subyacen a rasgos como la resistencia a Bt puede ser engañoso», dice Taylor.
Crédito de la imagen: David Owens, Extensión Cooperativa de la Universidad de Delaware
A lo largo de su análisis, Taylor, Hamby y Fritz identificaron un componente de tiempo importante que sugiere que los cambios en el genoma asociados con la resistencia habrían sido detectables varios años antes de la resistencia generalizada que reduce el rendimiento de los cultivos Bt. “Esto refuerza nuestro caso de que el monitoreo genómico tiene el potencial de detectar la resistencia temprano, antes de que se vuelva problemático”, dice Taylor. Muchas regiones del genoma cambiaron significativamente a medida que evolucionaba la resistencia y se asociaron con la resistencia a las proteínas Bt. Sin embargo, no todos los cambios que detectaron estaban relacionados con la resistencia, lo que sugiere que para que funcione el monitoreo genómico, se deben abordar cuidadosamente las consideraciones sobre la biología de las plagas, el muestreo y el sistema de cultivo.
“Nuestros hallazgos sugieren que el monitoreo genómico es un nuevo enfoque prometedor para ralentizar o prevenir la resistencia generalizada de las plagas a cualquier estrategia de manejo, no solo a los cultivos Bt”, dice Fritz. “La evolución de la resistencia a las plagas amenaza la producción de cultivos y provoca importantes pérdidas económicas. Manejar la evolución de la resistencia a las plagas será clave para alimentar a la población mundial ”.
Este artículo, titulado “Evolución del genoma en una plaga agrícola tras la adopción de cultivos transgénicos” se publica en PNAS .
